Bài giảng Thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu (Data Analysis and Design of Experiment)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Ệ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU Ệ (Data Analysis and Design of Experiment) PGS TS Trịnh Văn Dũng Bộ mơn: Q trình thiết bị CN Hóa – Sinh học – Thực phẩm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM trinhvandung190361 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 2 3 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM Những khái niệm xác suất thống kê Lý thuyết xác suất Cá thông Các thô sốố đặc đặ trưng t ủ sốố liệu liệ thực th nghiệm hiệ Bài tập 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM Nhữngg khái niệm ệ xác suất thốngg kê 1.1 Quan sát thực nghiệm 1.2 Sai số phép đo Sự 1.3 S kiện kiệ ngẫu ẫ nhiên, hiê đại đ i lượng l & biế biến sốố ngẫu ẫ nhiên hiê 1.4 Chuỗi số biến đổi 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Quan sát (Observational): -là phương pháp nghiên cứu đối tượng, tượng thực dạng hình thức, thứ - xảy tự nhiên xã hội Quan sát: -chỉ “nhận thức” thông tin đơn giản khác - tùy mục đích vị trí quan sát viên Quan sát khác thực nghiệm chỗ: -Không có tác động điều khiển chủ động lên đối tượng trình -Khi Khi quan sát: át cốố định đị h tính tí h ă đặc đặ trưng t h ặ ảnh ả h hưởng h ủ đối tượng không gian thời gian 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Thực quan sát bằng: - Mắt (nhìn) - Mơ tả bằ lời nói ói (âm (â thanh), th h) đồ họa, h ký hiệu hiệ - Chụp ảnh, quay phim (ghi hình) - Ghi âm: nghe (tường thuật) 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Nguồn gốc tảng thực nghiệm kỹ thuật cơng trình khoa học quan sát (thí nghiệm) Th nghĩa Theo hĩ rộng ộ ủ nóó thể đ chia hi thành h hai h i loại l i chính: hí h -Loại thứ - thông tin hành vi tập hợp số lượng lớn đối tượng loại -Loại thứ hai - thơng tin tính chất đối tượng riêng khoảng thời gian dài 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Trong thống kê để mơ tả nhóm đối tượng sử dụng thông tin biết nhóm Khi nhiều hiề đối tượng t gọii mẫu ẫ chung h Từ tách trình quan sát cụ thể gọi lấy mẫu Các lựa chọn để quan sát đối tượng gọi chọn mẫu hay lấy mẫu Số đối tượng gọi số lượng mẫu 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Thực nghiệm (Experimental): phương pháp khoa học dựa quan sát Th nghiệm: Thực hiệ bằ thí nghiệm hiệ để -phân loại - nêu giả thuyết -kiểm nghiệm giả thuyết -thiết lập quan hệ nhân 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.1 Q Quan sát thực ự nghiệm g ệ Thực nghiệm có khả năng: -Kiểm soát hay điều chỉnh biến số độc lập -Phân Phâ bổ ngẫu ẫ nhiên hiê đối tượng t vào nhóm hó khác h -Kiểm sốt loại trừ nhiễu -Đảm bảo trình tự thời gian -Lập lại phát nhờ quan sát 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 10 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình x ij  x i  C ij  x i Trong đó: xi0 — tọa độ tâm đơn hình đầu; xi — khoảng biến i; Сij — giá trị tọa độ yếu tố I thí nghiệm j; 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 12 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình Thí nghiệm 1: x 11  x 10  k  x x 21  x 20  k  x Thí nghiệm 2: x 12  x 10  R  x x 22  x 20  k  x Thí nghiệm 3: x 13  x 10  x 23  x 20  R  x 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 12 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình x i’  N N  x ij  x i Ќ , i  j j 1 n 1 xi   x ij n; j  jз j 1 x iн  x i  x iз ~ x iн  x i   ( x i  x iз ) 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 12 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 12 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch trực giao cấp (k = 3) Yếu tố Kết thí nghiệm x0 x1 x2 x3 x4 x5 y1 y2 1 1 1 -0,6 -0,5 TB -0,55 f(x) N  bj  -1 1 -1 -1 0,1 0,5 0,30 0,2625 1 -1 -1 -1 0,6 0,4 0,50 0,5375 -1 -1 1 -0,1 0,2 0,05 -0,1250 1 -1 -1 0,6 0,2 0,40 0,2250 -1 -1 -1 -0,2 -0,2 -0,20 -0,1625 1 -1 -1 -1 0,1 0,2 0,15 0,1125 -1 -1 -1 -1 0,3 0,3 0,30 0,4750 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 ji yi i 1 j  0, k N N -0,3750 x  bm  x i  x im y i i 1   m N MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 12 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch đơn hình 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch Box - Wilson Полный факторный эксперимент (ПФЭ) типа 2k: Số thí nghiệm: N = nk n – số mức k – số yếu tố: j = 1, … k Дробный Факторный Эксперимент (ДФЭ) типа 2k-p: Số thí nghiệm: k +1≤ N < 2k k số yếu tố: k ≥ Số hệ số phương trình hồi quy:   k  1  k  C k  k   k! !  k  ! 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59  k   k   MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch Box - Wilson Số hệ số phương trình hồi quy:   k 3k l k  1  k  C k  2k   27 10 k! !  k  !  k   k   81 15 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch Box - Wilson Quy hoạch Box – Wilson: Khi k < thiết lập theo ПФЭ 2k Khi k ≥ Thêm 2k thí nghiệm điểm ―*‖: (±α,0, ,0), (0,± α, ,0), , (0, ,0,± α) Tăng số thí tâm n0 Tổng số thí nghiệm: N = 2k + 2k + n0 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 190361 THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Quy hoạch Box - Wilson Quy hoạch Box – Wilson: Khi k < thiết lập theo ПФЭ 2k Cánh tay đòn xác định từ: 4 + 2k2  2k1(k + 0,5.n) =   x , j N  x   j k      x 2 k  2  2 j   k 1  N N  x ji i 1  N 05.04.2019 CuuDuongThanCong.com Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu 13:59 MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 13 ... niệm xác suất thống kê Lý thuyết xác suất Cá thông Các thô số? ?? đặc đặ trưng t ủ số? ?? liệu liệ thực th nghiệm hiệ Bài tập 03.10.2017 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com... 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com * MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 28 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Ệ VÀ XỬ... 21:22 Thiết kế thí nghiệm & Xử lý số liệu CuuDuongThanCong.com MS: CH3309 https://fb.com/tailieudientucntt 12 190361 XÁC SUẤT – THỐNG KÊ & THỰC NGHIỆM 1.2 Sai số phép đo Sai số thơ nhận biết xử lý